JPH04357295A - Shield propulsion method and device - Google Patents

Shield propulsion method and device

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JPH04357295A
JPH04357295A JP24231391A JP24231391A JPH04357295A JP H04357295 A JPH04357295 A JP H04357295A JP 24231391 A JP24231391 A JP 24231391A JP 24231391 A JP24231391 A JP 24231391A JP H04357295 A JPH04357295 A JP H04357295A
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Japan
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shield body
shield
rotary head
crankshaft
space
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Toshio Akesaka
明坂 登始夫
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Iseki Poly Tech Inc
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Iseki Poly Tech Inc
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Abstract

PURPOSE:To reduce the friction force generated by the rotation of the material to be drilled with a cutter in a space between a partitioning wall and the cutter. CONSTITUTION:A conical or head-cut conical rotary head 124 arranged in a cylindrical space 122, which is surrounded by the inner peripheral surface 126 of a shield main frame 10 while having a diameter practically same with that of the shield main frame in the axial direction, is rotated eccentrically for movement, while being rotated by itself. The material to be drilled is compacted toward the inner peripheral surface 126 of the shield main frame 10 by contact of the rotary head 124 to the material to be drilled, and the thrust is given to the shield main frame 10 during the compaction.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、広くはシールドトンネ
ル推進方法および装置に関し、特に、管推進工法での使
用に適したシールド推進方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to shield tunnel propulsion methods and apparatus, and more particularly to shield propulsion methods and apparatus suitable for use in tube propulsion construction methods.

【0002】0002

【従来の技術】管推進工法では、一般に、推進されるべ
き管の最前部にシールドが設置され、該シールドに設け
られたカッタの作動により地盤が穿孔され、これに引続
く管後方のジャッキの作動によりシールドおよび管に推
力が及ぼされ、両者は穿孔された地盤中に推進される。 前記カッタは、シールドの内部を横切る隔壁の前方に隔
壁から間隔をおいて配置されており、シールドおよび管
が推進されているとき、カッタで削り取られた被掘削物
は、前記間隔内に充満した状態に保たれ、隔壁からの反
力を地盤の切羽に作用させる。この反力と土圧とが均衡
して切羽は安定に維持される。
[Prior Art] In the pipe propulsion method, a shield is generally installed at the forefront of the pipe to be propelled, and the ground is perforated by the operation of a cutter provided on the shield, followed by a jack at the rear of the pipe. Actuation exerts a thrust force on the shield and tube, propelling them both into the drilled ground. The cutter is disposed in front of the bulkhead across the interior of the shield at a distance from the bulkhead, and when the shield and tube are being propelled, the excavated material scraped by the cutter fills the space. The reaction force from the bulkhead acts on the ground face. This reaction force and earth pressure are balanced and the face is maintained stably.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来、被掘削物は、前
記間隔内をカッタの回転と共に回りながら、隔壁の下部
に設けられたスクリューコンベヤ等の排出手段に至り、
この排出手段を経て排出されている。そのため、被掘削
物と隔壁との間に大きな摩擦力が働き、カッタ駆動装置
の負担を増大している。この傾向は、特に、砂質礫地盤
で著しいことから、砂質礫地盤を泥水加圧工法を用いて
推進するときには、切羽に供給する泥水中のベントナイ
トの濃度を上げたり、泥の量を増すなどして摩擦を軽減
させているが、この工法では、使用後の泥水の処理に困
難を来たす。しかも、泥水加圧工法以外の工法では、摩
擦力の軽減はできない。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, the excavated material rotates within the above-mentioned interval along with the rotation of the cutter until it reaches a discharging means such as a screw conveyor provided at the lower part of the partition wall.
It is discharged through this discharge means. Therefore, a large frictional force acts between the object to be excavated and the partition wall, increasing the load on the cutter drive device. This tendency is particularly noticeable in sandy gravel ground, so when promoting sandy gravel ground using the mud water pressurization method, the concentration of bentonite in the mud water supplied to the face is increased or the amount of mud is increased. Although this method reduces friction, it is difficult to dispose of muddy water after use. Moreover, the frictional force cannot be reduced by any construction method other than the mud water pressurization method.

【0004】ところで、前記摩擦力は土圧に比例して増
大するため、摩擦力を小さくするには、土圧を可及的に
低くする必要がある。しかし、地盤の土圧限界である主
働土圧以下に土圧を下げることはできず、泥水加圧工法
においても、摩擦力を下げることには自ずと限界があっ
た。
By the way, since the frictional force increases in proportion to the earth pressure, in order to reduce the frictional force, it is necessary to lower the earth pressure as much as possible. However, it was not possible to lower the earth pressure below the active earth pressure, which is the limit of soil pressure in the ground, and even with the mud water pressurization method, there was a limit to how much frictional force could be lowered.

【0005】従って、本発明の目的は、被掘削物を隔壁
とカッタとの間の間隔内でカッタと共に回すことによっ
て生じていた摩擦力を軽減することにある。本発明の別
の目的は、軟弱地盤から硬質地盤にわたる広範囲の地盤
に実施可能なシールド推進方法および装置を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the frictional forces caused by rotating the workpiece with the cutter within the space between the bulkhead and the cutter. Another object of the present invention is to provide a shield propulsion method and apparatus that can be applied to a wide range of ground ranging from soft ground to hard ground.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係るシールド推
進方法は、シールド本体の内周面で囲まれた空間であっ
て前記シールド本体の軸線方向における直径が実質的に
同じである円筒形状の空間内に配置したロータリヘッド
を偏心回転運動させると共に自転させ、これによる前記
ロータリヘッドの被掘削物との接触により被掘削物を前
記内周面に向けて圧密し、その間に前記シールド本体に
推力を及ぼす。
[Means for Solving the Problems] A shield propulsion method according to the present invention provides a cylindrical space surrounded by an inner circumferential surface of a shield body, the diameter of which is substantially the same in the axial direction of the shield body. A rotary head placed in the space is eccentrically rotated and rotated, and the rotary head contacts the excavated object to consolidate the excavated object toward the inner circumferential surface, during which a thrust is applied to the shield body. effect.

【0007】ロータリヘッドは、後方へ向けて外径が次
第に大きくなる円錐形または切頭円錐形である。ロータ
リヘッドは、偏心回転運動に伴なって強制的に自転され
る外、ロータリヘッドに接する被掘削物によって自転さ
れる。
The rotary head has a conical or truncated conical shape with an outer diameter that gradually increases toward the rear. The rotary head is forced to rotate on its own axis due to the eccentric rotational movement, and is also rotated on its own axis by the excavated object that is in contact with the rotary head.

【0008】本発明に係るシールド推進装置は、筒状の
シールド本体であってその直径方向に設けられた隔壁と
該隔壁の前方に設けられ、シールド本体の内周面で囲ま
れた空間とを有し、前記内周面の直径がシールド本体の
軸線方向において実質的に同じであり、円筒形状の前記
空間を画定するシールド本体と、前記隔壁に回転可能に
支承されかつ該隔壁の後方で駆動機構に連結された一端
および前記隔壁の前方に伸びる他端を有するクランク軸
と、該クランク軸の前記他端に回転可能に支承されかつ
前記空間内に配置された、後方へ向けて外径が次第に大
きくなる円錐形または切頭円錐形のロータリヘッドと、
前記隔壁の前方域からその後方域へ被掘削物を排出する
手段と、前記シールド本体の後方にあって該シールド本
体に推力を与えるジャッキとを含む。
The shield propulsion device according to the present invention includes a cylindrical shield main body, a partition wall provided in the diametrical direction of the main body, and a space provided in front of the partition wall and surrounded by the inner peripheral surface of the shield main body. a shield body having a diameter of the inner circumferential surface substantially the same in the axial direction of the shield body and defining the cylindrical space; and a shield body rotatably supported by the partition wall and driven behind the partition wall. a crankshaft having one end connected to the mechanism and the other end extending in front of the partition wall; and a crankshaft rotatably supported by the other end of the crankshaft and disposed within the space, the outer diameter of which extends toward the rear. a progressively larger conical or truncated conical rotary head;
The apparatus includes means for discharging the excavated material from the front area of the bulkhead to the rear area thereof, and a jack located at the rear of the shield body and applying a thrust to the shield body.

【0009】本発明に係るシールド推進装置はまた、駆
動機構に連結された偏心カラーを隔壁で回転可能に支承
し、該偏心カラーによって前記クランク軸を回転可能に
支承する構成とすることもできる。
The shield propulsion device according to the present invention may also be configured such that an eccentric collar connected to a drive mechanism is rotatably supported by a partition wall, and the crankshaft is rotatably supported by the eccentric collar.

【0010】0010

【実施例】本発明に係るシールド推進方法は、後述する
ように、円筒形状の空間内で、円錐形または切頭円錐形
のロータリヘッドを偏心回転運動させると共に自転させ
、ロータリヘッドの偏心回転運動中にシールド本体に推
力を及ぼす。このシールド推進方法は、空間の形状を除
く基本構成において図2に示すシールド推進方法と同じ
である。
[Embodiment] As will be described later, the shield propulsion method according to the present invention involves eccentrically rotating a conical or truncated conical rotary head in a cylindrical space and rotating it on its own axis. During the process, it exerts a thrust force on the shield body. This shield propulsion method is the same as the shield propulsion method shown in FIG. 2 in the basic configuration except for the shape of the space.

【0011】図2に示すシールド推進方法は、シールド
本体10の空間12内に配置したロータリヘッド14を
偏心回転運動させると共に自転させ、ロータリヘッドの
偏心回転運動中に前記シールド本体10に推力を及ぼす
In the shield propulsion method shown in FIG. 2, a rotary head 14 disposed in a space 12 of a shield body 10 is rotated eccentrically and rotated, and a thrust is exerted on the shield body 10 during the eccentric rotation of the rotary head. .

【0012】ロータリヘッド14は、シールド本体10
の中心よりeだけ偏って位置しており、シールド本体1
0に対して偏心した状態で回転運動をし、同時に自転さ
れる。この自転は、偏心回転運動に伴なって強制的に起
こされる外、ロータリヘッド14が被掘削物16に接す
ることによる摩擦によって起こされる。
[0012] The rotary head 14 is connected to the shield body 10.
It is located offset by e from the center of the shield body 1.
It rotates eccentrically with respect to zero and rotates on its axis at the same time. This rotation is caused by the friction caused by the rotary head 14 coming into contact with the excavated object 16, in addition to being forced by the eccentric rotational movement.

【0013】ロータリヘッド14が、シールド本体10
の空間12内で偏心回転運動と自転とをすると、被掘削
物16は、シールド本体10とロータリヘッド14との
間に挾まれ、圧密される。被掘削物16の圧密される部
分は、ロータリヘッド14の偏心回転運動につれてシー
ルド本体10の円周方向へ順次移動する。他方、シール
ド本体10は推力を受けて前進しているため、被掘削物
16に土圧が発生し、この土圧が矢印Aで示すように、
地盤18の切羽19に作用する。この反力Bと、圧密部
分が円周方向へ順次移動することとにより、被掘削物1
6は、後方へ押し出され、ロータリヘッド14とシール
ド本体10との間の間隙20を通ってずり室22へ排出
される。被掘削物16はその後、坑外へ排出される。
[0013] The rotary head 14 is attached to the shield body 10.
When the excavated object 16 undergoes eccentric rotational movement and rotation within the space 12, the excavated object 16 is sandwiched between the shield body 10 and the rotary head 14, and is compacted. The portion of the excavated object 16 to be consolidated sequentially moves in the circumferential direction of the shield body 10 as the rotary head 14 eccentrically rotates. On the other hand, since the shield body 10 is moving forward under thrust, earth pressure is generated on the excavated object 16, and this earth pressure, as shown by arrow A,
It acts on the face 19 of the ground 18. Due to this reaction force B and the sequential movement of the consolidated portion in the circumferential direction, the excavated object 1
6 is pushed rearward and discharged into the shear chamber 22 through the gap 20 between the rotary head 14 and the shield body 10. The excavated object 16 is then discharged outside the mine.

【0014】ロータリヘッド14の偏心回転運動により
、被掘削物16の圧密される部分は円周方向へ順次移っ
て行くけれども、これは、ロータリヘッド14が被掘削
物16を転がるように運動した結果であって、被掘削物
16そのものは、円周方向へ回転することなくシールド
本体10の軸線方向へ直線的に押し出される。この場合
の被掘削物16の押し出し効果は、切羽19の土圧反力
が大きくなるにつれて増大するため、従来の、カッタの
回転と共に被掘削物を回しながら排出する方法とは正反
対の結果をもたらす。
Due to the eccentric rotational movement of the rotary head 14, the portion of the object 16 to be excavated to be consolidated is sequentially moved in the circumferential direction, but this is due to the rotary head 14 rolling the object 16. The excavated object 16 itself is pushed out linearly in the axial direction of the shield body 10 without rotating in the circumferential direction. In this case, the effect of pushing out the excavated object 16 increases as the earth pressure reaction force of the face 19 increases, so it brings about the opposite result from the conventional method of ejecting the excavated object while turning it with the rotation of the cutter. .

【0015】本発明に係るシールド推進装置は、空間の
形状を除く基本構成において図3に示すシールド推進装
置30と同じである。このシールド推進装置30は、筒
状のシールド本体であってその直径方向に設けられた隔
壁36と隔壁36の前方に設けられた空間12とを有す
るシールド本体10と、シールド本体10の前方の空間
12内に配置された円錐形のロータリヘッド14と、シ
ールド本体10の後方に連なるコンクリート管32に推
力を及ぼす、それ自体公知の流体圧ジャッキまたはねじ
ジャッキ(図示せず)とを含む。
The shield propulsion device according to the present invention has the same basic configuration as the shield propulsion device 30 shown in FIG. 3 except for the shape of the space. This shield propulsion device 30 includes a shield main body 10 which is a cylindrical shield main body and has a partition wall 36 provided in the diametrical direction and a space 12 provided in front of the partition wall 36, and a space in front of the shield main body 10. 12 and a hydraulic or screw jack (not shown), known per se, which exerts a thrust on a concrete pipe 32 leading behind the shield body 10.

【0016】隔壁36の前方の空間12は、シールド本
体の内周面34で囲まれている。シールド本体10は、
円周方向へ間隔をおいて複数配置された液圧シリンダ1
1(図には1つのみを示す)により、方向修正される。
The space 12 in front of the partition wall 36 is surrounded by the inner peripheral surface 34 of the shield body. The shield body 10 is
A plurality of hydraulic cylinders 1 are arranged at intervals in the circumferential direction.
1 (only one is shown in the figure), the direction is corrected.

【0017】クランク軸38の一端側の軸部分39aは
、隔壁36に取り付けられた一対の軸受40に支承され
ており、軸部分39aは、隔壁36の後方の一端で、減
速機42および電動機44からなる駆動機構46の減速
機42の出力軸43にキー結合されている。他方、クラ
ンク軸38の他端側の軸部分39bは、ロータリヘッド
14に配置された一対の軸受48を介してロータリヘッ
ド14を回転可能に支承している。クランク軸38は、
その軸部分39aと軸部分39bとの間にeの偏心量を
有する。
A shaft portion 39a at one end of the crankshaft 38 is supported by a pair of bearings 40 attached to the bulkhead 36, and the shaft portion 39a is supported by a reducer 42 and an electric motor 44 at one end behind the bulkhead 36. The drive mechanism 46 is key-coupled to the output shaft 43 of the speed reducer 42. On the other hand, the shaft portion 39b on the other end side of the crankshaft 38 rotatably supports the rotary head 14 via a pair of bearings 48 arranged on the rotary head 14. The crankshaft 38 is
There is an eccentricity e between the shaft portion 39a and the shaft portion 39b.

【0018】隔壁36の下方部分に円周方向ヘ間隔をお
いて一対の管50、52が取り付けられており、これら
管は、いずれも隔壁前方へ向けて開口され、内周面34
と隔壁36との間にあるずり室22に連通している。管
50は、清水や泥水のような液体を隔壁36の前方へ供
給するための液体供給管であり、また、管52は、地盤
中の余剰水や土砂等の被掘削物16を、供給された液体
と共に排出するための液体排出管である。被掘削物16
の排出はこの外、スクリュコンベヤによることもできる
A pair of tubes 50 and 52 are attached to the lower part of the partition wall 36 at intervals in the circumferential direction.
It communicates with the shear chamber 22 located between and the partition wall 36. The pipe 50 is a liquid supply pipe for supplying liquid such as fresh water or muddy water to the front of the partition wall 36, and the pipe 52 is a liquid supply pipe for supplying excavated material 16 such as surplus water or earth and sand in the ground. This is a liquid discharge pipe for discharging together with the liquid. Excavated object 16
In addition to this, the discharge can also be carried out by a screw conveyor.

【0019】シールド本体10の空間12内に配置され
たロータリヘッド14は、図3および図4に示すように
、隔壁36の円筒状の突出部37に対面する部位に内歯
車54を有する。他方、隔壁36の突出部37に、内歯
車54に噛み合う歯車56が取り付けられ、クランク軸
38と相まって遊星歯車機構58が構成されている。 この結果、ロータリヘッド14は、クランク軸38が回
転すると、偏心回転運動をされ同時に強制回転、すなわ
ち自転される。遊星歯車機構58を省略することもあり
、この場合、ロータリヘッド14は被掘削物16により
自転される。
The rotary head 14 disposed within the space 12 of the shield body 10 has an internal gear 54 at a portion facing the cylindrical protrusion 37 of the partition wall 36, as shown in FIGS. 3 and 4. On the other hand, a gear 56 that meshes with the internal gear 54 is attached to the protrusion 37 of the partition wall 36, and together with the crankshaft 38, a planetary gear mechanism 58 is configured. As a result, when the crankshaft 38 rotates, the rotary head 14 undergoes an eccentric rotational movement and at the same time is forced to rotate, that is, rotate on its own axis. The planetary gear mechanism 58 may be omitted, and in this case, the rotary head 14 is rotated by the excavated object 16.

【0020】ロータリヘッド14は、図3および図5に
示すように、その先端部分にカッタ60を備える。カッ
タ60は、図示の実施例では、ロータリヘッド14から
放射状に配置された複数のスポーク62と、各スポーク
上に設けられた複数のビットまたはチップ64とからな
る。カッタ60はこの外、少なくとも1つのスリットを
有する円板の前記スリットから複数のビットまたはチッ
プを前方に向けて突出させて形成することもできる。カ
ッタ60は、シールド推進装置30が軟弱ないし軟質な
地盤中を推進する場合には、省略できる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the rotary head 14 is provided with a cutter 60 at its tip. Cutter 60, in the illustrated embodiment, consists of a plurality of spokes 62 radially disposed from rotary head 14 and a plurality of bits or tips 64 on each spoke. Alternatively, the cutter 60 can be formed by a disk having at least one slit, with a plurality of bits or chips protruding forward from the slit. The cutter 60 can be omitted when the shield propulsion device 30 is propelled through soft or soft ground.

【0021】図6に示すシールド推進装置30では、ロ
ータリヘッド14の圧砕作用を高めるために、シールド
本体10の内周面34とロータリヘッド14の外周面1
5とに、円周方向へ伸びる複数の尖端66、68がそれ
ぞれ設けられ、ビットまたはチップとなっている。これ
らの尖端66、68は、らせん状または放射状とするこ
ともでき、また、凹部と凸部とを交互に連続させて形成
することもできる。
In the shield propulsion device 30 shown in FIG. 6, in order to enhance the crushing action of the rotary head 14, the inner circumferential surface 34 of the shield body 10 and the outer circumferential surface 1 of the rotary head 14 are
5 are each provided with a plurality of points 66, 68 extending in the circumferential direction, forming bits or tips. These tips 66, 68 can be spiral or radial, or can be formed by alternating a series of concave portions and convex portions.

【0022】図6に示すシールド推進装置30には、ロ
ータリヘッド14と隔壁36とがなす間隙用のシール装
置70が設けられている。このシール装置70は、リン
グ72と、ばね74とを備える。リング72は隔壁36
の前方に向く孔内に、クランク軸38の軸線方向へ移動
可能に配置され、その外周に装着されたOリング76を
有する。他方、内歯車54を有する部材78が外周にO
リング79を装着させてロータリヘッド14の後方に取
り付けられており、ばね74により部材78に向けて偏
倚されたリング72が部材78に密接している。
The shield propulsion device 30 shown in FIG. 6 is provided with a sealing device 70 for the gap formed between the rotary head 14 and the partition wall 36. As shown in FIG. This sealing device 70 includes a ring 72 and a spring 74. The ring 72 is the bulkhead 36
The crankshaft 38 has an O-ring 76 disposed in the forward-facing hole so as to be movable in the axial direction of the crankshaft 38 and attached to the outer periphery of the crankshaft 38 . On the other hand, the member 78 having the internal gear 54 has an O
A ring 79 is attached to the rear of the rotary head 14, and the ring 72 is biased toward the member 78 by a spring 74, so that the ring 72 is in close contact with the member 78.

【0023】シール装置70によれば、リング72およ
び(または)部材78の滑動部が摩耗すると、ばね74
によってリング72が前方へ押し出され、リング72は
部材78と常に密接することとなり、シール性能を永続
して得ることができる。
According to sealing device 70, when the sliding portion of ring 72 and/or member 78 wears, spring 74
As a result, the ring 72 is pushed forward, and the ring 72 is always in close contact with the member 78, so that a permanent sealing performance can be obtained.

【0024】図3のシールド推進装置30において、電
動機44を作動させると、クランク軸38が回転され、
ロータリヘッド14は、シールド本体10の中心からe
だけ偏心して回転運動される。ロータリヘッド14が偏
心回転運動するにつれて、ロータリヘッド14の歯車5
4の、隔壁36の歯車56との噛み合い部位が順次移動
するため、ロータリヘッド14は、クランク軸38の軸
部分39bを中心として自転することとなる。この状態
で、ジャッキによりコンクリート管32の後方から推力
を与えると、シールド本体10は前進し、地盤18の切
羽19から掘削された被掘削物16は、ロータリヘッド
14とシールド本体10の内周面34との間で圧密され
、切羽19から加わる反力によって後方へ押し出される
。このようにしてずり室22へ排出された被掘削物16
は、管52を経て後方へ排出される。
In the shield propulsion device 30 shown in FIG. 3, when the electric motor 44 is operated, the crankshaft 38 is rotated.
The rotary head 14 is e.g. from the center of the shield body 10.
is rotated eccentrically. As the rotary head 14 moves eccentrically, the gear 5 of the rotary head 14
4, the meshing portion of the partition wall 36 with the gear 56 moves sequentially, so the rotary head 14 rotates about the shaft portion 39b of the crankshaft 38. In this state, when thrust is applied from the rear of the concrete pipe 32 by a jack, the shield body 10 moves forward, and the excavated object 16 excavated from the face 19 of the ground 18 is transferred to the inner peripheral surface of the rotary head 14 and the shield body 10. 34, and is pushed rearward by the reaction force applied from the face 19. The excavated object 16 discharged into the shear chamber 22 in this way
is discharged to the rear through pipe 52.

【0025】図7および図8に示すシールド推進装置9
0は、図3に示したものと同じ構成の、シールド本体1
0と、シールド本体10の前部の空間12内に配置され
たロータリヘッド14とを備える。しかし、このシール
ド推進装置90は、二重の偏心機構92を含む。
Shield propulsion device 9 shown in FIGS. 7 and 8
0 is a shield body 1 having the same configuration as shown in FIG.
0, and a rotary head 14 disposed in a space 12 at the front of the shield body 10. However, this shield propulsion device 90 includes a double eccentric mechanism 92.

【0026】偏心機構92は、隔壁36に軸受94を介
して回転可能に支承された偏心カラー96を備え、偏心
カラー96は、この偏心カラー内に相対回転可能に配置
されたスリーブ98を有する。クランク軸38は、スリ
ーブ98に回転可能に支承されている。偏心カラー96
に歯車100が設けられており、他方、シールド本体1
0に、減速機102と電動機104とからなる駆動機構
106が取り付けられ、この駆動機構106の減速機1
02の軸に固定された歯車108が、歯車100と噛み
合い、偏心カラー96を回転させる。
The eccentric mechanism 92 includes an eccentric collar 96 rotatably supported on the partition wall 36 via a bearing 94, and the eccentric collar 96 has a sleeve 98 disposed within the eccentric collar so as to be relatively rotatable. The crankshaft 38 is rotatably supported by the sleeve 98. eccentric collar 96
A gear 100 is provided on the shield main body 1.
0, a drive mechanism 106 consisting of a reduction gear 102 and an electric motor 104 is attached, and the reduction gear 1 of this drive mechanism 106
A gear 108 fixed to the shaft of 02 meshes with the gear 100 and rotates the eccentric collar 96.

【0027】減速機42と電動機44とからなる駆動機
構46の減速機42が、スリーブ98のフランジ99に
固定され、スリーブ98に回転可能に受け入れられたク
ランク軸38の軸部分39aが、減速機42の軸にキー
結合されている。クランク軸38の前方の軸部分39b
は、ロータリヘッド14を回転可能に支承している。ス
リーブ98は、そのフランジ99と一体をなすブラケッ
ト110を備え、シールド本体10を横切る方向へ伸び
る揺動アーム112の一端が、ブラケット110にピン
114により枢着されている。揺動アーム112の他端
は、シールド本体10に設けられたブラケット116に
ピン118により枢着されている。揺動アーム112の
作用により、スリーブ98は、偏心カラー96の回転に
従って偏心運動はするが、それ自体の軸線を中心とする
回転運動は阻止されている。
The reducer 42 of the drive mechanism 46 consisting of a reducer 42 and an electric motor 44 is fixed to a flange 99 of a sleeve 98, and the shaft portion 39a of the crankshaft 38 rotatably received in the sleeve 98 is connected to the reducer 42. It is keyed to the 42 shaft. Front shaft portion 39b of crankshaft 38
rotatably supports the rotary head 14. The sleeve 98 includes a bracket 110 that is integral with the flange 99, and one end of a swing arm 112 extending in a direction across the shield body 10 is pivotally attached to the bracket 110 by a pin 114. The other end of the swing arm 112 is pivotally connected to a bracket 116 provided on the shield body 10 by a pin 118. Due to the action of the swinging arm 112, the sleeve 98 moves eccentrically in accordance with the rotation of the eccentric collar 96, but is prevented from rotating about its own axis.

【0028】クランク軸38の回転中に、偏心カラー9
6を少なくとも1回転または所定の角度回転させること
により、ロータリヘッド14を支承するクランク軸38
自体が、シールド本体10の中心の回りに偏心した回転
運動をすることとなる。従って、ロータリヘッド14の
シールド本体10に対する偏心量が大きくなり、被掘削
物に及ぼす圧密を増大できる。偏心カラー96の回転数
は、クランク軸38の回転数の1/20程度に設定する
ことができ、また、偏心カラー96の回転は、駆動機構
106による駆動を制御することにより、連続的にまた
は間断的に行うことができる。
During the rotation of the crankshaft 38, the eccentric collar 9
The crankshaft 38 that supports the rotary head 14 by rotating the rotary head 6 at least once or by a predetermined angle.
The shield itself will perform an eccentric rotational movement around the center of the shield body 10. Therefore, the amount of eccentricity of the rotary head 14 with respect to the shield body 10 is increased, and the compaction exerted on the excavated object can be increased. The rotation speed of the eccentric collar 96 can be set to about 1/20 of the rotation speed of the crankshaft 38, and the rotation of the eccentric collar 96 can be controlled continuously or continuously by controlling the drive by the drive mechanism 106. Can be done intermittently.

【0029】シールド推進装置90は、スリーブ98を
設けることなく偏心カラー96にクランク軸38を回転
可能に支承することによっても実施できる。
The shield propulsion device 90 can also be implemented by rotatably supporting the crankshaft 38 on the eccentric collar 96 without providing the sleeve 98.

【0030】本発明に係るシールド推進装置の実施例を
示す図1において、前記した構造と実質的に同じ構造に
は同じ符号を付け、詳細な説明は省略する。シールド推
進装置120は、隔壁36の前方の空間122内に配置
されたロータリヘッド124を有する。ロータリヘッド
124は、切頭円錐形状に形成され、クランク軸38に
回転可能に支承されている。シールド推進装置120で
は、切頭円錐形状のロータリヘッド124に代えて、前
記したシールド装置に用いた円錐形状のロータリヘッド
14を使用することができる。
In FIG. 1 showing an embodiment of the shield propulsion device according to the present invention, structures that are substantially the same as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The shield propulsion device 120 has a rotary head 124 disposed in a space 122 in front of the bulkhead 36 . The rotary head 124 has a truncated conical shape and is rotatably supported on the crankshaft 38. In the shield propulsion device 120, the conical rotary head 14 used in the above-described shield device can be used instead of the truncated conical rotary head 124.

【0031】空間122は、シールド本体の内周面12
6で囲まれている。内周面126は、シールド本体10
の軸線方向における直径が実質的に同じである円筒面に
形成され、円筒形状の空間122を画定する。
The space 122 is located on the inner peripheral surface 12 of the shield body.
It is surrounded by 6. The inner circumferential surface 126 is the shield body 10
are formed into cylindrical surfaces having substantially the same diameter in the axial direction, and define a cylindrical space 122.

【0032】本発明に係るシールド推進方法では、被掘
削物への圧密効果を高めるべく、シールド本体10の内
周面126で囲まれた円筒形状の空間122内で、後方
へ向けて外径が次第に大きくなる円錐形または切頭円錐
形のロータリヘッドを偏心回転運動させると共に自転さ
せる。そして、前記シールド推進方法を実施する本発明
に係るシールド推進装置では、シールド本体10の内周
面126で囲まれた空間122を、シールド本体10の
軸線方向における直径が実質的に同じである円筒形状に
形成する一方、ロータリヘッド14を、後方へ向けて外
径が次第に大きくなる円錐形または切頭円錐形に形成し
ている。
In the shield propulsion method according to the present invention, in order to enhance the consolidation effect on the excavated object, the outer diameter is increased toward the rear within the cylindrical space 122 surrounded by the inner peripheral surface 126 of the shield body 10. A conical or truncated conical rotary head that gradually increases in size is rotated eccentrically and rotated on its own axis. In the shield propulsion device according to the present invention that implements the shield propulsion method, the space 122 surrounded by the inner peripheral surface 126 of the shield body 10 is formed into a cylinder having substantially the same diameter in the axial direction of the shield body 10. On the other hand, the rotary head 14 is formed into a conical shape or a truncated conical shape whose outer diameter gradually increases toward the rear.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。 地盤の切羽から働く反力が大きい程、ロータリヘッドと
シールド本体との間からの被掘削物の排出効果を増大で
きる。すなわち、従来工法では、被掘削物の摩擦を軽減
するため、主働土圧以上の土圧範囲であって可及的に低
い土圧反力を得るようにして地山の崩壊を防止しながら
推進していたのに対し、本発明では、受働土圧以下の土
圧範囲であって可及的に高い土圧反力を得るようにして
地山の崩壊を防止しながら推進することができ、一層安
全なシールド推進方法である。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the following effects can be obtained. The greater the reaction force acting from the ground face, the greater the effect of discharging the excavated material from between the rotary head and the shield body. In other words, in the conventional construction method, in order to reduce the friction of the excavated object, the earth pressure is greater than the active earth pressure and the earth pressure reaction force is obtained as low as possible to prevent the collapse of the ground. In contrast, with the present invention, it is possible to obtain as high an earth pressure reaction force as possible within the earth pressure range below the passive earth pressure, thereby making it possible to promote while preventing the collapse of the ground. This is a much safer method of shield propulsion.

【0034】受働土圧以下の高い土圧反力で推進する場
合、ジャッキに加える推力を大きくできるので、工期の
短縮が可能である。また地山の安定性が高いので、例え
ば、加圧水によって土圧のバランスを保ちながら推進す
るとき、ベントナイトなどの泥水による加圧は不要とな
り、清水で十分である。この結果、極めて経済的であり
、排水の処理が容易となる。
[0034] When propelling with a high earth pressure reaction force that is less than the passive earth pressure, the thrust force applied to the jack can be increased, so that the construction period can be shortened. In addition, because the ground is highly stable, for example, when propelling with pressurized water while maintaining the earth pressure balance, there is no need to pressurize with muddy water such as bentonite, and fresh water is sufficient. As a result, it is extremely economical and wastewater treatment becomes easy.

【0035】被掘削物をシールド本体内で回しながら排
出口へ導くのではなく、被掘削物をロータリヘッドの偏
心回転運動による圧密と、土圧反力、すなわちシールド
本体の接近により生ずる力とにより直線的に排出口へ導
くものであること、そしてロータリヘッドが自転するこ
とから、ロータリヘッドの回転に対する抵抗が小さく、
被掘削物による摩耗を軽減できる。しかも、シールド本
体の内周面で囲まれた空間と、この空間内に配置したロ
ータリヘッドとによって画定される被掘削物のためのい
わば通路の断面積が、後方へ向けて次第に小さくなって
いるため、被掘削物の圧密を効果的かつ十分に行うこと
ができる。
[0035] Instead of guiding the excavated material to the discharge port while rotating it within the shield body, the excavated material is compacted by the eccentric rotational movement of the rotary head and by the earth pressure reaction force, that is, the force generated by the approach of the shield body. Because it leads straight to the discharge port and because the rotary head rotates, there is little resistance to rotation of the rotary head.
Abrasion caused by excavated objects can be reduced. Moreover, the cross-sectional area of the passage for the excavated object, which is defined by the space surrounded by the inner peripheral surface of the shield body and the rotary head disposed within this space, gradually becomes smaller toward the rear. Therefore, the material to be excavated can be consolidated effectively and sufficiently.

【0036】土圧の制御は、ジャッキによる推進速度の
制御だけで容易に行いうるので、取扱いが簡単であり、
自動化し易い。
[0036] Earth pressure can be easily controlled by simply controlling the propulsion speed using a jack, so it is easy to handle.
Easy to automate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明に係るシールド推進装置の前部の空間と
ロータリヘッドとを示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a front space and a rotary head of a shield propulsion device according to the present invention.

【図2】シールド推進方法の基本構成を示す断面説明図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram showing the basic configuration of a shield propulsion method.

【図3】シールド推進装置の基本構成を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing the basic configuration of the shield propulsion device.

【図4】図3の4−4線に沿って切断した断面図である
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3;

【図5】図3の5−5線方向から見た側面図である。FIG. 5 is a side view taken from the direction of line 5-5 in FIG. 3;

【図6】別のシールド推進装置の基本構成を示す断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view showing the basic configuration of another shield propulsion device.

【図7】さらに別のシールド推進装置の基本構成を示す
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing the basic configuration of yet another shield propulsion device.

【図8】図7の8−8線に沿って切断した断面図である
8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  シールド本体 12、122  空間 14、124  ロータリヘッド 16  被掘削物 30、90、120  シールド推進装置36  隔壁 38  クランク軸 46、106  駆動機構 92  偏心機構 96  偏心カラー 126  内周面 10 Shield body 12, 122 Space 14, 124 Rotary head 16. Excavated object 30, 90, 120 Shield propulsion device 36 Bulkhead 38 Crankshaft 46, 106 Drive mechanism 92 Eccentric mechanism 96 Eccentric collar 126 Inner peripheral surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  シールド本体の内周面で囲まれた空間
であって前記シールド本体の軸線方向における直径が実
質的に同じである円筒形状の空間内に配置した、後方へ
向けて外径が次第に大きくなる円錐形または切頭円錐形
のロータリヘッドを偏心回転運動させると共に自転させ
、これによる前記ロータリヘッドの被掘削物との接触に
より被掘削物を前記内周面に向けて圧密し、その間に前
記シールド本体に推力を及ぼす、シールド推進方法。
1. A cylindrical space surrounded by the inner circumferential surface of the shield body, the diameter of which is substantially the same in the axial direction of the shield body, and whose outer diameter decreases toward the rear. A rotary head in the shape of a cone or truncated cone that gradually increases in size is eccentrically rotated and rotated on its own axis, and the contact of the rotary head with the object to be excavated consolidates the object to be excavated toward the inner circumferential surface. A shield propulsion method in which a thrust force is exerted on the shield body.
【請求項2】  筒状のシールド本体であってその直径
方向に設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シー
ルド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前記内周面
の直径がシールド本体の軸線方向において実質的に同じ
であり、円筒形状の前記空間を画定するシールド本体と
、前記隔壁に回転可能に支承されかつ該隔壁の後方で駆
動機構に連結された一端および前記隔壁の前方に伸びる
他端を有するクランク軸と、該クランク軸の前記他端に
回転可能に支承されかつ前記空間内に配置された、後方
へ向けて外径が次第に大きくなる円錐形または切頭円錐
形のロータリヘッドと、前記隔壁の前方域からその後方
域へ被掘削物を排出する手段と、前記シールド本体の後
方にあって該シールド本体に推力を与えるジャッキとを
含む、シールド推進装置。
2. A cylindrical shield body having a partition wall provided in the diametrical direction thereof and a space provided in front of the partition wall and surrounded by an inner circumferential surface of the shield body, wherein the inner circumferential surface a shield body having substantially the same diameter in the axial direction of the shield body and defining the cylindrical space; one end rotatably supported by the bulkhead and connected to a drive mechanism behind the bulkhead; a crankshaft having the other end extending in front of the partition wall; and a conical or cut-shaped crankshaft whose outer diameter gradually increases toward the rear, the crankshaft being rotatably supported by the other end and disposed within the space. A shield propulsion device including a conical rotary head, means for discharging excavated material from a front area of the bulkhead to a rear area thereof, and a jack located at the rear of the shield body and applying thrust to the shield body. .
【請求項3】  筒状のシールド本体であってその直径
方向に設けられた隔壁と該隔壁の前方に設けられ、シー
ルド本体の内周面で囲まれた空間とを有し、前記内周面
の直径がシールド本体の軸線方向において実質的に同じ
であり、円筒形状の前記空間を画定するシールド本体と
、前記隔壁に回転可能に支承されかつ第1の駆動機構に
連結された偏心カラーと、該偏心カラーに回転可能に支
承されたクランク軸であって第2の駆動機構に連結され
た一端および前記隔壁の前方に伸びる他端を有するクラ
ンク軸と、該クランク軸の前記他端に回転可能に支承さ
れかつ前記空間内に配置された、後方へ向けて外径が次
第に大きくなる円錐形または切頭円錐形のロータリヘッ
ドと、前記隔壁の前方域からその後方域へ被掘削物を排
出する手段と、前記シールド本体の後方にあって該シー
ルド本体に推力を与えるジャッキとを含む、シールド推
進装置。
3. A cylindrical shield body having a partition wall provided in the diametrical direction thereof and a space provided in front of the partition wall and surrounded by an inner circumferential surface of the shield body, wherein the inner circumferential surface a shield body having substantially the same diameter in the axial direction of the shield body and defining the cylindrical space; an eccentric collar rotatably supported on the partition wall and connected to a first drive mechanism; a crankshaft rotatably supported by the eccentric collar, the crankshaft having one end connected to the second drive mechanism and the other end extending in front of the partition; and a crankshaft rotatable at the other end of the crankshaft. a conical or truncated conical rotary head whose outer diameter gradually increases toward the rear, the rotary head being supported by the bulkhead and disposed within the space; and a jack behind the shield body for applying thrust to the shield body.
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